生物學百科--地表最強熊蟲

2021/01/03閱讀時間約 7 分鐘
上一篇分享了「地表最強熊蟲」這本書的梗概,但是奇特有趣的水熊蟲絕不是簡單500個字就可以詳細說明的,因此這邊特別分成第二帕,整理我看完以後的心得跟知識彙整囉!
(文長警告)
(喜歡的朋友還是強力推薦去閱讀本書歐!)

身世之謎

水熊蟲(water bear)是隸屬於緩步動物門(Tardigrada)的一群迷你微生物,在西元1773年首次被發現並記錄。目前已知約有一千多種,而且基於水熊蟲的迷你體態(0.1-1 mm),水熊蟲專家認為應該還有很多有待發現的水熊蟲,種類數量還會繼續增加(゚∀゚)。
水熊蟲有5體節與4對不分節的腳,最前端有爪獲吸盤,幫助他們在棲地內爬行。
運動效率頗差,作者研究的小班熊蟲連草履蟲都游不贏(´゚д゚`)……
水熊蟲會隨著體型成長而蛻皮,成蟲後的蛻皮同時還會產下外型奇特的卵,卵的數量因種類與營養供應而異。
大部分的水熊蟲行孤雌生殖,只需母熊蟲即可快速擴展族群。
根據身體結構的特徵,緩步動物門可以再細分為三個綱:
  • 異緩步綱的熊蟲,口器旁有刺毛,體表通常有各式各樣的突起,通常被認為是感覺器官。
    異緩步綱的熊蟲棲地廣泛,有海生也有陸生,其中一種熊蟲甚至是寄生在海參上,以觸手細胞為食。
異緩步綱代表:Echiniscus spiniger
異緩步綱代表:寄生在錨海參的熊蟲Tetrakentron synaptae
  • 真緩步綱的熊蟲體型較為平滑,多棲息於潮濕的陸地或淡水之中。他們的卵具有特殊花紋,是辨識種類的依據之一。
    作者的研究對象:小斑熊蟲(Milnesium tardigradum),就是真緩步綱的一員。
真緩步綱代表:棘山熊蟲Calohypsibius ornatus
真緩步綱代表:小斑熊蟲Milnesium tardigradum
Macrobiotus kristenseni(真緩步綱) 外型華麗的卵
  • 最後則是傳說等級的中緩步綱,其下只有 溫泉熊蟲(Thermozodium esakii) 這個物種,外型介於異緩步綱與真緩步綱之間。
    之所以說是傳說物種,是因為此物種只有在1937年被一位德國學者在日本長崎發現並繪製後,至今再也沒有人觀察到牠過,其真實性至今依然是個謎Σ(lliд゚ノ)ノ……
傳說中的中緩步綱:溫泉熊蟲(Thermozodium esakii)

不死傳說!?

想了解水熊蟲頑強的生命力,就得先從水熊蟲特殊行為:乾眠 說起。
棲息於潮濕環境的水熊蟲,在面臨到短暫乾旱的逆境時,會蜷縮8肢、同時將體內的水排除,慢慢進入一種類似「酒桶 tun」的型態。
此時的水熊蟲像是昏迷一樣,代謝率低到幾乎為零,特別的是防禦力極高,可以幫助他度過最艱困的環境。
一旦再次接觸到水份,水熊蟲就會從酒桶狀態甦醒,繼續慵懶地爬行。
水熊蟲因應環境變化,可以進行乾眠,或從乾眠從甦醒。
說到這裡,就可以先回答兩個迷思。
?所有的水熊蟲都如此強悍嗎?
答案是NO,乾眠本身是應付短暫乾燥環境的應急行為,是生活在潮濕陸地上的水熊蟲才會面臨的風險。
所以水生的水熊蟲,一律都不會進入「無敵時間」的乾眠歐
?水熊蟲隨時隨地都是防禦點滿的狀態?
這題也是NO,水熊蟲從普通狀態(ㄌㄢㄋㄨㄚˇㄌㄢㄋㄨㄚˇ _( 」∠ )_)到進入乾眠狀態需要經過脫水、綣曲附肢等過程,在此期間牠都還是非常脆弱的狀態,只有在完全進入乾眠後(酒桶狀)才有超強防禦!
在進入乾眠狀態後,科學家為了測試水熊蟲的能耐,便讓這些小酒桶體驗各種極端逆境:
液態空氣(-190 ~ -200 ℃)
液態氮(-272 ℃)
極端溫差(-190 ~ -151 ℃)
高壓(1000 atm)
紫外線曝露
接近絕對零度(-273.1425 ℃)
輻射(57萬 倫琴)
陰極射線
小酒桶在經歷這些嚴酷考驗後,居然還能活蹦亂跳,這種無與倫比的強悍生存能力震撼科學家與大眾,也因此獲得了「最強生物」的美名(ノ>ω<)ノ。
……上述結論是大部分媒體對水熊蟲生存實驗所做的實驗做的簡單評語,而實際情況又是怎麼一回事呢?

無敵生命力?

客觀來說,水熊蟲在乾眠狀態下的防禦力是真的蠻高的,可以熬過那麼多致命的環境而存活下來,值得一個respect。
霸特,真實情況倒也沒有媒體吹噓的那麼神奇。Σ(゚д゚)
部分水熊蟲在實驗過後,確實能從乾眠狀態下甦醒,
(言下之意就是,也有很多水熊蟲在這些極端處理下陣亡了 (☍﹏⁰) )
但「可以甦醒 ≠ 完好無損」,大部分的情況是即使醒來了,水熊蟲的狀態也都不太好,一副病懨懨的樣子,而非大家想像中的生猛如虎。
想想其實也合理,在受到那些極端處理後,水熊蟲的生理功能應該還是多多少少會受到一點傷害才是。

無堅不摧的酒桶?

既然高溫高壓、輻射紫外線都殺不死,那水熊蟲是不是只要進入乾眠,就沒有任何弱點了?
嗯……其實想弄死這些小酒桶,倒也沒那麼難。
一篇2001年的論文指出,把酒桶狀熊蟲泡在酒精裡,這些小酒桶即會全部死亡。
嫌準備酒精太麻煩?其實只要拿一根針用力一戳,這些酒桶就會裂開死亡了……
這邊幫大家更正一下對水熊蟲的刻板印象與錯誤認知,不過我相信即使不是像死侍一樣的不死之身,水熊蟲討喜的外表與呆萌的運動姿勢仍是能收攬一整票粉絲的心啦~
(*´∀`)~

研究之前,先來研究要怎麼研究?

作者在除了介紹水熊蟲的基本知識外,身為水熊蟲的專業研究人員,也在書中分享了一些牠研究的心路歷程。
儘管我個人在學術路上打滾的時間相當短(只是個小小碩士啦,比不上人家教授),但對於作者描繪的心境相當有感觸。
在確定研究對象為日本原生的小斑熊蟲後,作者便開始觀察小斑雄蟲的基礎認識,包括生活史、飲食、繁殖、蛻皮、乾眠、死亡等,悉數紀錄。
看到這裡,大家可能不會覺得這是什麼困難的研究啊~就是養養水熊蟲、用顯微鏡觀察紀錄、整理資料而已嘛,感覺很快很輕鬆啊!
正在蛻皮的小斑熊蟲,身體後面的顆粒就是卵
作者剛開始也是這樣想的,首先第一步就是蒐集苔癬上的水熊蟲嘛,然後蒐集完以後……問題就接二連三的出現了。
第一個是水熊蟲吃甚麼?苔癬中有相當繁雜的微生物聚落,但為了維持實驗變因,必須要知道水熊蟲到底是吃什麼東西,以確保實驗的穩定性。
在爬閱完資料後,作者嘗試用線蟲與輪蟲等微生物餵食,最後發現小班熊蟲可以攝食輪蟲。
好,確定水熊蟲的糧食以後,作者還要想辦法穩定的養出輪蟲作為飼料,還要查詢這個輪蟲的身分,以便未來論文撰寫……
你看,光是要解決「餵食水熊蟲」的問題,過程就如此曲折艱難,更別提後面作者還遇到一系列的麻煩,比如水熊蟲爬到培養皿的底部窒息而死、水熊蟲的自殺傾向(爬到水面之外乾掉),以及觀察水熊蟲等等的細節。
在研究水熊蟲之前,作者就費了一番工夫摸索出「怎麼研究」,解決上述問題後才正式進入研究主題。
事實上,幾乎所有的研究工作都是如此。在面對一個未知的主題時,研究者往往要先費盡心思找出最適合的研究方法,確定一切條件後才能踏出第一步。
設計實驗的過程所佔的比例往往比真正的實驗還高,而且沒有所謂的唯一解方,考驗的是研究者的耐心、謹慎與巧思,解決所有會影響實驗的問題與困難Orz。
囉哩巴唆說了一大堆,其實是想告訴大家學術研究絕對不是在實驗室裡搖搖錐形瓶、泡泡藥這麼簡單。即使看似簡單的實驗結果,背後都可能歷經數百次的嘗試調整,過程考驗的是研究者的能力、毅力,搭配上一點幸運的加持,才能完成一次成功的實驗(ง๑ •̀_•́)ง。
這邊給所有在學術之路上奮鬥的研究者們一點掌聲和respect!
感謝你耐心看完2500字的長文(✪ω✪),希望這篇文章有讓你更認識水熊蟲這個有趣的小傢伙,也趕快分享給身邊的朋友們,下次聊到水熊蟲的時候不要老是只有「宇宙最強生物」這種農場標題的認知啦~థ౪థ
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